Ons voedsel (11b): Waarom bacteriele gronden tot een lager koolstofgehalte in de bodem leiden

Meer een meer onderzoeken laten zien dat onze moderne landbouw wereldwijd leidt tot een afname van het organisch stofgehalte in de bodem, en daarmee ook tot een afname van de bodemvruchtbaarheid, waarmee gezonde bodem verandert in stof, wat gemakkelijk erordeert (zie deze blogpost). In deze blogpost wordt ingegaan op een belangrijke reden die bijdraagt aan deze verandering: de verandering van het bodemvoedselweb als gevolg van moderne landbouw. Alle data/waarden die in deze blogpost worden gebruikt, zijn afkomstig van de 4 basistrainingen van de SoilFoodWeb school van Elaine Ingham.

Het bodemvoedselweb

Het bodemvoedselweb is uitgebreid besproken in deze blogpost. Onderstaande afbeelding geeft een samenvatting van het bodemvoedselweb weer. De schimmels en de bacterien zijn de primaire verteerders van plantaardig materiaal (2e orde trofisch niveau); zij worden gegeten door protozoa, nematoden en kleine geleedpotigen (3e orde trofisch niveau), die op hun beurt weer worden gegeten door grotere nematoden en grotere geleedpotigen (4e orde trofisch niveau), etc.

Ons voedsel (19): Is er een worm apocalyps gaande?

Recentelijk zijn er meerdere onderzoeken en berichten verschenen naar de invloed van de mens op het ecosysteem: het aantal insecten is dramatisch aan het afnemen, naar het verdwijnen van bossen en oerwouden (zie ook hier), naar de invloed van de opkomst van de mensheid op al het leven van andere wezens op onze planeet. Daar is een nieuwe aan toe te voegen: het aantal wormen lijkt ook sterk af te nemen. Maar eerst, wat doen wormen eigenlijk?

Bijdrage van wormen

Er zijn op aarde duizenden soorten wormen. Hierbinnen zijn ongeveer 2700 soorten regenwormen. Deze zijn op te splitsen in 3 groepen:

• Epigeics/strooiseleters: Deze zijn bruin of roodbruin. Ze voeden zich met rottend bodemmateriaal en zitten boven (in) de bodem. Ze zijn matig tot slecht in het graven van gangen in de bodem.
• Anecics/pendelaars: Deze wormen bewegen vooral verticaal en slepen organisch materiaal de bodem in (zie ook 2e figuur hieronder voor hun gegraven gangenstelsel).
• Endogeics/grondeters: Deze wormen bewegen horizontaal en verticaal door de bodem en eten organisch materiaal. Deze wormen bouwen uitgebreide gangenstelsels (zie ook 2e figuur hieronder voor hun gegraven gangenstelsel).

Begrazing II - Kan veeteelt ook hand in hand gaan met de natuur?

Naast de grootschalige akkerbouw, waaraan ik al heel veel aandacht heb geschonken, heeft ook het houden van vee een enorme impact gehad op onze planeet. Dit artikel in de Guardian van mei 2018 geeft aan, dat van alle zoogdieren 36 % mensen, 60% vee en 4% in het wild levende dieren zijn; 70 % van alle vogels zijn op dit moment pluimvee, zoals kippen en eenden, terwijl 30% van de vogels, wilde vogels zijn. Geschat wordt dat 83% van alle wilde zoogdieren en 50% van alle planten zijn omgebracht of verdwenen dankzij de mens. De film cowspiracy (hier te kijken) heeft laten zien, dat wereldwijde veeteelt en toeleverende industrie een enorme impact op onze planeet heeft: 18% tot zelfs 51% van alle broeikasgassen zijn afkomstig van veeteelt en veeteelt gerelateerde activiteiten.
Helaas walst deze film heen over Allan Savory (rond 51:15 minuten), op basis van de eerder in zijn leven gemaakte grote fout: Allan Savory was als jonge bioloog in de jaren 50 van de 20e eeuw verantwoordelijk geweest voor het afschieten van 40.000 olifanten in Zimbabwe om verwoestijning en land degradatie te voorkomen. Deze maatregel bleek het echter alleen maar erger te maken: de olifanten populatie was dus niet de oorzaak van de land degradatie.
Over deze fout is Allan Savory echter heel open, en hij geeft juist aan dat deze grote fout hem uiteindelijk heeft laten zien dat de oorsprong van het probleem van verwoestijning juist niet in het verminderen van het aantal dieren zit. Hoe het dan wel anders moet, daar wil ik in deze blog op ingaan.

Verbeterde voedselproductie (12): koolstof - stikstof verhouding bij vertering en in de bodem

Koolstof en stikstof zijn 2 erg belangrijke bouwstenen voor het leven. In de natuur is stikstof echter één van de stoffen die normaal gesproken de beperkende factor is. Als de stikstofbeschikbaarheid stijgt, reageert de natuur hier op; dat is waarom kunstmest zo goed werkt. Een vergrootte stikstof beschikbaarheid heeft echter een effect op de bodem. De koolstof - stikstof verhouding (C/N ratio) is hierbij een belangrijke indicator.

Stikstofbalans

Stikstof in de vorm van nitraat (NO3) of ammonium (NH4) kan op verschillende manieren beschikbaar komen; dankzij het Haber Bosch proces kan stikstof in de vorm van ammonium of nitraat nu middels kunstmest rijkelijk beschikbaar worden gemaakt. Voor de industriele revolutie zag, volgens dit artikel uit 2013, de wereldwijde stikstof balans er echter ongeveer als volgt uit:

Verbeterde voedselproductie (11): bodemkoolstof en bodemvocht

Zoals in de vorige blog aangegeven, is koolstof van groot belang voor de bodem, vanwege allerlei aspecten: De bodem structuur verbeterd bijvoorbeeld (de bodemaggregaten zijn stabieler), de structuur wordt beter, waardoor de beluchting verbeterd, maar ook het cation-exchange-complex en daarmee de bodemvruchtbaarheid wordt verbeterd, het water vasthoudend vermogen wordt vergroot etc.
Dit laatste aspect: het watervasthoudend vermogen, daar gaat deze blog over. Koolstof blijkt een belangrijke sponswerking te hebben. Met meer koolstof in de bodem neemt de bodem meer water op in tijden van regen en houdt het dit water beter vast, waardoor flashfloods minder snel ontstaan en na de regen de periodes van droogte minder erg worden. Zonder deze organische koolstof, wordt de bodem daarmee ook kwetsbaarder voor droogtes, terwijl periodes met weinig regen juist meer gaan voorkomen door klimaatverandering. De sponswerking van de bodem is dan juist van nog groter belang.

Verbeterde voedselproductie (10): koolstof in de bodem

Het maken van landbouwgronden heeft wereldwijd een grote CO₂ productie tot gevolg gehad, nieuwe landbouwgronden (zie hiervoor mijn eerdere blog hierover) dragen daar nog steeds aan bij. Hierbij zijn en worden bijvoorbeeld bossen omgezet in landbouwgronden. Door het veranderen van het gewas (van vaste planten naar 1-jarige gewassen), maar ook door landbewerkingen, zoals ploegen en het gebruik van kunstmest, oxideert de koolstof die in de bodem aanwezig is. Deze continue verandering van het landgebruik heeft al meer dan een eeuw een vrijwel continue bijdrage geleverd aan de globale CO₂ uitstoot.

Bron: http://shrinkthatfootprint.com/explain-carbon-budget

Meristeem: Waarom gras begraasd moet worden, maar niet teveel

Om goed graasbeheer toe te kunnen passen is het nuttig om te begrijpen hoe groei bij planten plaatsvindt. Want niet alle planten groeien op dezelfde manier. En de andere manier van groei van grassen maakt dat grasgebieden en prairies moeten worden gemaaid of begraasd om te overleven.

Hoe groeien planten?

Groei in een plant vind plaats vanuit het meristeem. Deze cellen zijn vergelijkbaar met de stamcellen bij mensen. Alleen deze meristeem cellen zorgen voor groei: alleen deze cellen delen.

Binnen de plant zijn er verschillende plekken waar zich meristeem bevindt:

• Primaire meristeem:
• Apical meristeem, dit zit in de uiteinden van de plant:
• onder de grond in de wortels, het root apical meristeem (RAM)
• boven de grond in de toppen van de plant, het shoot apical meristeem (SAM).
• Intercalary meristeem, wat zorgt voor lengtegroei, de vorming van knoppen in de oksels van de plant en wat bij beschadiging zorgt voor herstel.
• Secundair mersisteem:
• Lateral meristeem. Dit zorgt voor de secundaire, oftewel dikte groei van de plant.

Waar komen de broekasgassen vandaan? En waar komt CO2 vooral vandaan?

Ons klimaat veranderd, vooral door het broeikaseffect: de toename van CO2, N2O (298 keer zo sterk als CO2) en CH4 (25 keer zo sterk als CO2) in de atmosfeer leidt tot een verhoging van de temperatuur. CO2 krijgt hierbij de meeste aandacht, mede omdat dit een gas is wat ontstaat bij verbranding van brandstoffen, die we allemaal gebruiken. Hoe is het historische verloop van de broeikasgassen? En als we specifiek kijken naar CO2 waar is dit aan te wijten en hoe ver kan dit stijgen?

Verloop van de broeikasgas concentratie

Op basis van ijskernonderzoeken is inzicht verkregen over het verloop van de CO2, N2O en CH4 concentratie in de laatste 800.000 jaar. Dit dekt de periode waarin de neanderthalers en de mens op aarde woonden/wonen. Uit deze ijskernonderzoeken blijkt dat alle 3 de gassen fluctueerden binnen een bepaalde bandbreedte en een vergelijkbare trend volgen.

De CO2 concentratie fluctueerde tussen de 200 en 300 ppmv. Sinds de industriele revolutie is deze trend doorbroken: de CO2 concentratie is in 200 jaar (een geologisch zeer korte tijsperiode) sterk gestegen tot rond de 400 ppmv.

De CH4 concentratie schommelde over de laatste 800.000 jaar tussen de 400 een de 800 ppmv. Sinds de laatste 200 jaar is deze echter nog sterker toegenomen dan de CO2 concentratie: deze is gestegen van 800 naar 1800 a 1900 ppmv.

De N2O concentratie tenslotte schommelde tussen de 200 en 300 ppmv en is in de laatste 200 jaar gestegen naar ongeveer 330 ppmv.

Kortom, de concentratie van alle 3 de broeikasgassen zijn op dit moment hoger dan de afgelopen 800.000 jaar.